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中新網(wǎng)北京3月5日電 (記者 孫自法)在備受關(guān)注的“從魚(yú)到人”的探源研究中，繼2022年9月以4億多年前主要為軟骨魚(yú)類的“5條古魚(yú)”研究在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》封面發(fā)表后，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所(古脊椎所)朱敏院士團(tuán)隊(duì)最新研究發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)演化空白的4億多年前兩種原始硬骨魚(yú)類化石，兩篇相關(guān)成果論文北京時(shí)間2026年3月5日凌晨再次登上《自然》封面。

3月3日，“從魚(yú)到人”探源研究重大成果發(fā)布會(huì)在北京舉行，中國(guó)科學(xué)院院士朱敏向媒體科普解讀本次研究成果。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

這兩批對(duì)早期脊椎動(dòng)物起源演化研究非常重要的軟骨魚(yú)和硬骨魚(yú)化石，均來(lái)自中國(guó)南方即華南地區(qū)。中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)“軟硬兼施”，通過(guò)10多年持續(xù)攻關(guān)研究，以確鑿的化石證據(jù)表明華南地區(qū)是早期脊椎動(dòng)物演化的“東方搖籃”。

硬骨魚(yú)類起源長(zhǎng)期迷霧重重

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，包括人類在內(nèi)，地球上現(xiàn)存99.8%的脊椎動(dòng)物都具有頜骨(上頜與下巴)，統(tǒng)稱為有頜脊椎動(dòng)物或有頜類。有頜類的出現(xiàn)與崛起是“從魚(yú)到人”的脊椎動(dòng)物演化史上最關(guān)鍵的躍升環(huán)節(jié)之一，人類很多重要器官與身體構(gòu)型都可追溯到有頜類演化之初。

魚(yú)類演化在4億多年前分異出軟骨魚(yú)類(以現(xiàn)生鯊魚(yú)為代表)和硬骨魚(yú)類，其中，硬骨魚(yú)類是脊椎動(dòng)物演化的主干，其現(xiàn)存兩大支系輻鰭魚(yú)類和肉鰭魚(yú)類，占據(jù)水中與陸地的廣闊生態(tài)位：歷經(jīng)億萬(wàn)年發(fā)展，輻鰭魚(yú)類演化出3萬(wàn)多個(gè)物種，包括日常所見(jiàn)的絕大多數(shù)魚(yú)類；肉鰭魚(yú)類中的一支則在泥盆紀(jì)登陸，演化出包括人類在內(nèi)的所有四足動(dòng)物。

然而，硬骨魚(yú)類的起源長(zhǎng)期以來(lái)迷霧重重，核心難題在于，過(guò)去學(xué)界所知道的硬骨魚(yú)化石大多是泥盆紀(jì)已經(jīng)特化的輻鰭魚(yú)與肉鰭魚(yú)類，而這兩大類群分異前的原始硬骨魚(yú)類(硬骨魚(yú)類干群)化石信息缺失，導(dǎo)致學(xué)界始終無(wú)法確知輻鰭魚(yú)類和肉鰭魚(yú)類的最近共同祖先形態(tài)。

豐富硬骨魚(yú)類早期輻射演化認(rèn)知

在本項(xiàng)研究中，經(jīng)過(guò)10余年野外發(fā)掘與室內(nèi)研究，研究團(tuán)隊(duì)最新取得兩大關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：一是在4.36億年前的重慶秀山志留紀(jì)早期地層中，發(fā)現(xiàn)全球已知最早的完整硬骨魚(yú)化石重慶始骨魚(yú)；二是在約4.23億年前的云南曲靖志留紀(jì)晚期地層中，通過(guò)高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)成像技術(shù)，詳細(xì)解析志留紀(jì)最大的脊椎動(dòng)物——鈍齒宏頜魚(yú)的完整頭部結(jié)構(gòu)和牙齒形態(tài)，從而解開(kāi)困擾學(xué)界半個(gè)世紀(jì)的“齒墊”歸屬謎題。

3月3日，“從魚(yú)到人”探源研究重大成果發(fā)布會(huì)在北京舉行，中國(guó)科學(xué)院院士朱敏(中)和中國(guó)科學(xué)院古脊椎所盧靜研究員(右)、朱幼安研究員接受媒體采訪并合影。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

朱敏院士指出，這次魚(yú)化石發(fā)現(xiàn)研究，揭示出重慶始骨魚(yú)、鈍齒宏頜魚(yú)這兩種原始硬骨魚(yú)類的形態(tài)及頜、牙齒、腦顱等重要特征。分析顯示，兩者均屬于過(guò)去了解甚少的硬骨魚(yú)類干群，代表了肉鰭魚(yú)類和輻鰭魚(yú)類這兩大支系分開(kāi)之前最為原始的硬骨魚(yú)類，填補(bǔ)了“從魚(yú)到人”演化歷程中的關(guān)鍵空白。

進(jìn)一步的系統(tǒng)發(fā)育分析，確定將重慶始骨魚(yú)、鈍齒宏頜魚(yú)置于硬骨魚(yú)類干群，揭示出輻鰭魚(yú)類與肉鰭魚(yú)類的最近共同祖先形態(tài)。這兩個(gè)原始硬骨魚(yú)類的發(fā)現(xiàn)豐富了有頜類早期輻射演化的認(rèn)知，既否定了之前“硬骨魚(yú)祖先更接近肉鰭魚(yú)”的推測(cè)，也明確了早期硬骨魚(yú)頜與牙齒的演化軌跡。

進(jìn)一步證實(shí)脊椎動(dòng)物起源“搖籃”

研究團(tuán)隊(duì)核心成員、中國(guó)科學(xué)院古脊椎所朱幼安研究員稱，這次發(fā)現(xiàn)的重慶始骨魚(yú)頭尾完整保存，全長(zhǎng)僅3厘米，不僅早于過(guò)去已知的硬骨魚(yú)類大化石，而且比過(guò)去已知最早的硬骨魚(yú)微體化石還要早。同時(shí)，這種小型古魚(yú)兼具原始與進(jìn)步特征，其發(fā)現(xiàn)證明，硬骨魚(yú)類的核心特征組合形成的時(shí)間，遠(yuǎn)比此前認(rèn)知更早。

3月3日，“從魚(yú)到人”探源研究重大成果發(fā)布會(huì)在北京舉行，會(huì)場(chǎng)展示的本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)的重慶始骨魚(yú)(左，藍(lán)色箭頭所指)、鈍齒宏頜魚(yú)化石標(biāo)本(拼版圖片)。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝

研究團(tuán)隊(duì)核心成員、中國(guó)科學(xué)院古脊椎所盧靜研究員說(shuō)，與3厘米長(zhǎng)的重慶始骨魚(yú)形成鮮明對(duì)比，鈍齒宏頜魚(yú)全長(zhǎng)超過(guò)1米，是志留紀(jì)最大的脊椎動(dòng)物。研究團(tuán)隊(duì)使用先進(jìn)的成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)三維重建和復(fù)原，還原了鈍齒宏頜魚(yú)完整的頭部三維結(jié)構(gòu)和深藏內(nèi)部的解剖特征，發(fā)現(xiàn)其牙齒排列為內(nèi)外兩列，內(nèi)齒列的“齒墊”與獨(dú)特齒座關(guān)聯(lián)，證實(shí)為硬骨魚(yú)類的原始齒列特征。

她認(rèn)為，特別是鈍齒宏頜魚(yú)關(guān)聯(lián)的齒墊與齒座結(jié)構(gòu)，解開(kāi)了半個(gè)世紀(jì)前在歐洲波羅的海志留紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)的零散齒墊化石來(lái)源之謎，明確了這類奇特牙齒的歸屬。

朱敏院士表示，此次魚(yú)化石研究成果進(jìn)一步證實(shí)，華南地區(qū)是硬骨魚(yú)乃至整個(gè)有頜脊椎動(dòng)物起源的“搖籃”。未來(lái)，對(duì)中國(guó)獨(dú)一無(wú)二的志留紀(jì)有頜脊椎動(dòng)物化石的持續(xù)發(fā)掘研究，將推動(dòng)學(xué)界重新認(rèn)識(shí)“從魚(yú)到人”早期演化歷程中一系列關(guān)鍵飛躍。